طريقة لتحديد خلية جذعية ذات قدرة تمايز غير محدودة

يكشف باحثون في مجال المعلوماتية الحيوية من جامعة تل أبيب ومعهد سكريبس في مقال اليوم في النسخة الإلكترونية من مجلة Nature عن طريقة لتحديد الخلايا الجذعية متعددة القدرات وتمييزها عن الخلايا الجذعية المحدودة نسبيًا

قام فريق بحث دولي بقيادة باحثين من معهد سكريبس في سان دييغو وجامعة تل أبيب بتطوير طريقة جديدة لتحديد الخلايا الجذعية متعددة القدرات. يمكن للخلايا متعددة القدرات، بما في ذلك الخلايا الجذعية الجنينية، أن تتمايز (تصبح بعد التحفيز المناسب) إلى جميع أنواع الخلايا البشرية. وقد يكون استخدام هذه الخلايا عونا كبيرا في تطوير أدوية شخصية للمريض وفي علاج عدد كبير من الأمراض الخطيرة، مثل مرض باركنسون والتصلب المتعدد. نُشرت الدراسة في 24 أغسطس في الطبعة الإلكترونية المبكرة للمجلة العلمية Nature.

باستخدام تقنية Illumina من سان دييغو، أنشأ الباحثون قاعدة بيانات واسعة تصف أنماط التعبير لجميع الجينات في حوالي 150 نوعًا من الخلايا البشرية. واكتشف الباحثون تشابهًا كبيرًا بين جميع الخلايا متعددة القدرات التي تم اختبارها، بينما كان التعبير الجيني في أنواع الخلايا الأخرى أكثر تنوعًا بكثير. أدى المزيد من التحليل للبيانات إلى اكتشاف شبكة بروتينية نشطة في الخلايا متعددة القدرات، والتي تعد إحدى اللبنات الأساسية للآلية الجزيئية التي تتيح لهذه الخلايا قدرة فريدة على التمايز.

أدت أحدث التطورات في أبحاث الخلايا الجذعية إلى تطوير طرق تسمح للخلايا المصنفة تمامًا، مثل خلايا الجلد، بالتحول إلى خلايا متعددة القدرات. تثير هذه التطورات أهمية تعريف تعدد القدرات، خاصة في الخلايا البشرية، حيث يكون نطاق العلاجات الممكنة محدودًا لأسباب أخلاقية. وللمقارنة، ومن أجل اختبار القدرة على التمايز في خلايا الفئران، يمكن حقن الخلايا في الأجنة والتحقق مما إذا كانت أنسجة معينة تتكون منها.

يقول الدكتور فرانز جوزيف مولر، الباحث في معهد سكريبس وجامعة كيل في ألمانيا: "حتى الآن، لا توجد طريقة أخلاقية مقابلة يمكن من خلالها إثبات أن الخلية البشرية متعددة القدرات". "كانت هناك العديد من التقارير حول مزارع الخلايا البشرية ذات قدرات التمايز المختلفة، ولكن حتى الآن لا توجد طريقة عملية لتوصيف تعدد القدرات في الخلايا البشرية."

ويأتي هذا الاكتشاف نتيجة دراسة طويلة الأمد بقيادة البروفيسور لورينج من معهد سكريبس، استخدم فيها الباحثون أساليب مبتكرة لقياس مستويات التعبير لجميع الجينات في الخلية، من أجل توصيف مجموعات مختلفة من الجذع المختار بعناية. الخلايا. تضمنت الخلايا خلايا متعددة القدرات ذات قدرات تمايز غير محدودة وخلايا متعددة القدرات، والتي يمكن أن تتمايز إلى مجموعة محدودة من أنواع الخلايا (مثل الخلايا الجذعية للجهاز العصبي). وبالإضافة إلى ذلك، تم تمييز الخلايا المصنفة من الجهات المانحة والخلايا المصنفة الناتجة عن الخلايا متعددة القدرات.

لإجراء تحليل متعمق للبيانات، تم تطوير أساليب المعلومات الحيوية المتطورة في مجموعة البروفيسور رون شامير في كلية لاباتنيك لعلوم الكمبيوتر في جامعة تل أبيب، من قبل طالب الدكتوراه إيغور أوليتسكي. تم استخدام هذه الطرق لتحديد أنماط التعبير التي تميز الخلايا الجذعية متعددة القدرات بشكل فريد. ووجد الباحثون أن هذه الأنماط تميز أيضًا الخلايا الجذعية الجنينية للفئران والبويضات البشرية. بالإضافة إلى ذلك، أتاحت الطرق المطورة وصف شبكة البروتين التي تم تحديد نشاطها بقدرة تمايز غير محدودة.

يقول البروفيسور رون شامير: "لا يمكن التعرف على هذه الشبكة إلا من خلال ربط جميع أجزاء اللغز: المجموعة المتنوعة من أنواع الخلايا، والقياسات الشاملة لمستويات التعبير الجيني فيها، والمعلومات الشاملة عن العلاقات بين البروتين والبروتين". المتراكمة في المجتمع العلمي. في السنوات الأخيرة، قمنا بتطوير أساليب حسابية للتحليل المشترك للبيانات المتنوعة المتعلقة بجميع الجينات والبروتينات الموجودة في الخلية. وعندما قمنا بتكييف هذه الأساليب مع احتياجات المشروع، حصلنا على صورة الشبكة التي تميز الخلايا متعددة القدرات."

وفي الخطوة التالية، يعتزم الباحثون التحقق من آلية التحكم في شبكة البروتين الموجودة وكيف يمكن استخدامها لتعزيز العلاج الطبي لدى البشر.